Файл: ПОНЯТИЕ «ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ.pdf

1. Plankalkül – как один из первых языков, который стал основополагающим для развития языка программирования в целом;
2. Аssembler - транслятор, у которого объектный язык является машинным языком;
3. Fortran - применение характерных для ЭВМ понятий, похожих на используемые в математике;
4. Algol -оказал серьезное влияние на развитие языков высокого уровня, но для практического программирования оказался не очень удобным;
5. LISP - применяется до сих пор в научных расчетах и программах для игр;
6. Кобол - который использовался в США для обслуживания работы государственных учреждений;
7. Фортран и ПЛ/1 - имели популярность за счет инвестиций в их создание различных фирм;
8. Алгол и Лисп - служили для изучения студентами теории.

В современном программировании самыми популярными в настоящее время являются:

• Java - одна из самых распространенных языков для создания приложений, программ, веб-контента, игр на Android и многое другое;
• C, C ++ и C # - императивные языки, формирующие базу для программ на других популярных языках;
• PHP - язык для написания скриптов к динамическим веб-сайтам и разработке приложений;
• Python - высокоуровневый серверный язык для вебсайтов и мобильных приложений (считается одним из перспективных и самых популярных в современном мире);
• Ruby - динамичный и простой язык для вебсайтов и приложений;
• JavaScript (JS) - язык для написания скриптов к сайтам, мультиплатформенный и динамичный.

Актуальными для более глубокого исследования можно считать языки программирования Visual Studio и Python.

ГЛАВА 2. ЯЗЫКИ ПРОГРАМИРОВАНИЯ И ИХ ОБЗОР

2.1 Фортран

Несмотря на все разнообразие языков программирования на сегодняшний день и на внешние факторы их продвижения, программист определяет сам, какие языки программирования будут более целесообразными в использовании для выполнения поставленных задач. Рассмотрим одним из самых востребованных языков программирования высокого уровня.

Фортран – один из первых компилируемых языков высокого уровня. Данный язык был разработан в 50х гг. ХХ в. корпорацией IBM для обеспечения эффективности выполнения программ. Данный язык массово эксплуатировался на многих ЭВМ. В течении многих лет Фортран служит стандартным языком в программировании научных расчетов, хотя и имеет некоторые недостатки (трудности программирования, большая вероятность возникновения ошибок). На базе Фортрана были созданы его дополнительные версии – Фортран II и Фортран IV.^[11]

Принцип работы программы на языке Фортран состоит из главной программы и набора подпрограмм, каждая из которых компилируется независимо от остальных (модульные программы объединяются во время загрузки). Средства обращения к подпрограммам простые, передача параметров осуществляется через ссылки (пример работы Фортран см. в Прилож. 1).

Таким образом к основным арифметическим операциям Фортран можно отнести следующие:

• возведение степени (**);
• умножение и деление (* и /);
• сложение и вычитание (+ и -)^[12].

Трансляцию большинства инструкций Фортрана можно выполнять последовательно – строка за строкой. Каждая программа транслируется отдельно. Большее количество ошибок сравнительно просто выявить во время трансляции за счет простой структуры программы. В своей обычной реализации программа проходит через мощный процесс трансляции, итогом которого являются машинные коды, напрямую выполняемые аппаратным интерпретатором реальной ЭВМ. Программное моделирование применяется с целью выполнения различных простых операций: ввода-вывода, вычисления экспонентов, квадратного корня, синуса, косинуса и т.д.

2.2. Алгол 60

Значимым событием в истории развития языков программирования стало создание языка Алгол 60 (англ. Algol от англ. Algorithmic — «алгоритмический» и англ. Language — «язык») в конце 50х и в начале 60х гг. ХХ в. Многие исследования в области языков программирования опирались на данный язык. Стоит отметить, что данный язык программирования оказал самое значимое влияние на последующее создание языков. В США язык применялся в практической деятельности местных университетов, поэтому он считается языком для программирования научных исследований.

Из-за относительной негибкости структур данных в Алголе, все же программистами отдается предпочтение другим языкам программирования. Опыт создания управляющих структур Алгола оказал влияние на развитие языка ПЛ/1 и поздних версий Фортрана, Паскаль и т.д. также, немаловажно, что язык Алгол стал идеальным для формального анализа и изучения, благодаря четкому, элегантному и относительно полному определению. В течении многих лет он служил основным языком для публикации алгоритмов на страницах научных журналов.^[13]

Так же конце 60х- гг. был разработан Алгол 68. В январе Комитет, занимавшийся разработкой языка, создал язык, чрезвычайно богатый выразительными возможностями. Он же оказался чрезвычайно сложен в реализации. Первые компиляторы появились спустя годы после описания языка. При этом они охватывали лишь часть возможностей языка. Полностью соответствующий стандарту языка компилятор появился лишь десятилетие спустя. Также некоторые идеи Алгол 68 были воплощены в создании языка HTML^[14].

Все же, Алгол так и не смог занять место Фортран в программировании научных исследований, хоть ему и предоставлялись исключительные привилегии. По сравнению с Фортраном, на Алголе из-за динамического выявления памяти и потребности модифицировать сферу ссылок в период исполнения проектов, не получалось эффективно осуществлять работу на обычных ЭВМ. ^[15]

Немаловажно, что Алгол – первый язык с блочной структурой^[16], использующий статистическую блочную структуру для определения среды ссылок. В языке так же допускается два способа передачи параметров: передача по значению и передача по имени. Алгол имеет всего 3 типа простых данных: целый (integar), вещественный (real) и логический (Boolean). Язык включает в себя достаточно широкий комплект арифметических операций. В совокупности они компилируются в равноценные операции. Структура языка допускает многоуровневую организацию внутри программы.

Крупным недостатком ^[17]Алгола является отсутствие положений об операционной среде, так как любая реализация языка должна сопровождаться описанием операционной среды, существенная часть языка становится зависимой от конкретной реализации. Такая зависимость усложняет взаимообмен проектами, несмотря на то, что непосредственно обмен и был одной из основных целей при разработке языка.

Оптимизация так же является важной частью многих компиляторов на Алголе, хотя из-за более сложной структуры программ оптимизировать программы, на Алголе несколько труднее, чем программы на Фортране^[18]. В Приложении 2 показано основной принцип создания тела программы на языке Алгол.

2.3. Кобол

Кобол (COBOL, COmmon Business Oriented Language) – язык программирования, который с 1960 г. масштабно используется в экономических и управленческих приложениях ЭВМ. У данного языка относительно простые алгоритмы с большим объемом ввода-вывода (например, расчетно-платежная ведомость в крупной организации). В конструкции Кобол основное внимание уделяется средствам описания и структуры файлов ввода-вывода. Важной характеристикой является схожесть между собой синтаксиса его конструкций и английского языка, за счет чего большинство программ легко-читаемы. Основной задачей данного языка является его ясность и легкодоступность для любого пользователя. Стоит отметить. Что данный язык имеет самое большое количество доработок на протяжении всего его существования^[19].

Кобол использует модульный принцип, что позволяет реализовать язык на различной аппаратуре, то есть при больших или минимальных версиях Кобола его можно использовать как на больших и мощных машинах, так и на машинах с минимальным оборудованием. Кобол - программы записываются как одна программа, использующая глобальную среду ссылок, определенную в разделе данных.

На практике трансляция Кобол - программ в эффективный выполняемый код, несмотря на разнообразие допустимых представлений данных и большого количества вариантов записи, совсем не простой процесс. Большинство ранних компиляторов Кобола были слишком медленными, но, со временем, их мощность и продуктивность повысилась. В реальной работе программа чаще всего один раз компилируется в выполняемую форму и затем неоднократно прогоняется несколько раз (например, программа расчета платежной ведомости может прогоняться перед каждой заработной платой). Программисты, пишущие на Коболе чаще всего принимают участие в его компиляции.

Стоит отметить, что за счет уникальности конструкции Кобола^[20], можно разместить все изменения, связанные с переносом программы с одной версии Кобола на другую. Он сконструирован для среды пакетной обработки, поэтому только часть спецификаций раздела оборудования касается внешних файлов данных.

Само по себе программирование на Коболе достаточно длительный процесс, так как программисту приходится писать много заголовков разделов, секций и параграфов, и для каждого из этих элементов необходимо полное описание. Помимо этого, каждое ключевое слово, в какой-либо инструкции Кобола, является зарезервированным идентификатором^[21], который не может использоваться программистом. Зарезервированные слова заполняют целую печатную странницу – около 300 слов. Совпадение идентификатора, выбранного программистом, с зарезервированным словом является типичной ошибкой при программировании на Коболе.

2.4 Лисп

В Массачусетском технологическом институте в 1960 г. под руководством американского информатика Дж. Маккарти командой программистов был разработан и реализован высокоуровневый язык - Лисп. Язык начал широко применятся в области искусственного интеллекта (робота, теория игр, доказательство теорем и т.д.).

Лисп имеет значительные отличия от большинства языков. Одно из них – язык позволяет выполнять структуры данных как программы и модифицировать программы как данные. Впервые разработчики смогли создать способ управления памятью – «сбор мусора»^[22].

После появления Лиспа различными авторами был предложен целый ряд других алгоритмических языков ориентированных на решение задач в области искусственного интеллекта, среди которых можно отметить Пленэр, Снобол, Рефал, Пролог. Однако это не помешало Лиспу остаться наиболее популярным языком для решения таких задач. В течение почти сорокалетней истории его существования появился ряд диалектов этого языка: Common LISP, Mac LISP, Inter LISP, Standard LISP и др. Различия между ними не носят принципиального характера и, в основном, сводятся к несколько разнообразному набору встроенных функций и некоторой разницы в форме записи программ. Поэтому программист, который научился работать на одном из них, без труда сможет освоить и любой другой.

Большим преимуществом Лиспа является его функциональная направленность, то есть программирование ведется с помощью функций. Причем функция понимается как правило, сопоставляющее элементы некоторого класса, соответствующие элементам другого класса. Сам процесс сопоставления не оказывает никакого влияния на работу программы, важен только его результат - значение функции. Это позволяет относительно легко писать и отлаживать большие программные комплексы. Ясность программ, четкое разграничение их функций, отсутствие побочных эффектов при их выполнении являются обязательными требованиями к программированию таких логически сложных задач, каковы задачи искусственного интеллекта. Язык программирования Лисп предназначен в первую очередь для обработки символьной информации. Основные типы данных в Лиспе называются «атом» и «точечная пара».

2.5 Бейсик

Basic - Beginners ALL- purpouse Symbolic Instruction Code (универсальный язык символьных команд для начинающих). Для данного языка есть в наличии и компиляторы, и интерпретаторы, а по популярности язык занимал, и занимает также первое место в мире, так как данному языку просто обучиться. Бейсик был создан в 60-х гг. ХХ в. в качестве удобного и простого языка программирования.

Как и с момента появления Pascal так и с момента появления Basic под этот язык создано много различных версий. В частности Quick Basic или QBasic относится к самым лучшим средств создания программ под MS-DOS. Даже если возникают сложности при программировании приложений для Windows, например, повышаются требования для оформления таких программ или нужно учитывать графические объекты, такие как «окна», «кнопки», то на помощь придут средства визуального программирования Basic^[23]. А именно Visual Basic, в процессе усвоения которого, очень пригодятся знания языка Basic, даже несмотря на то, что визуальное программирование будет совсем отличаться от структурного программирования. Системы QBasic помогут достаточно легко усвоить средства языка VBA (Visual Basic), язык используемый во многих деловых приложениях компании Microsoft для записи макрокоманд (макросов)^[24].